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Optische Filter

CMOS-Filter für kostengünstige Chip-Size-Spektrometer

Aktuell kommen Sensoren, die mehr als sechs spektrale Kanäle aufweisen, aufgrund der sehr hohen Preise nicht in preissensitiven Anwendungen zum Einsatz. Auf der Messe SENSOR+TEST 2019 stellt das Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen IIS nun eine neue Ausführungsform für kostengünstige Chip-Size-Spektrometer vor.

Die am Fraunhofer IIS entwickelte nanoSPECTRAL-Technologie ermöglicht nun eine kostengünstige Herstellung der benötigten optischen Filter. Insbesondere bleiben die Produktionskosten konstant, unabhängig von der Anzahl der zu realisierenden spektralen Kanäle. Erreicht wird dies durch die Strukturierung der Metallschichten des CMOS-Halbleiterprozesses. Für diese so genannten „plasmonischen Filter“ wird also im Gegensatz zu konventionellen optischen Filtern kein Post-Processing benötigt.

Aufgrund der CMOS-Integration von Filtern, Photodioden, analoger und digitaler Signalverarbeitung ermöglicht die nanoSPECTRAL-Technologie sehr kleine Bauräume. Da die Technologie in zwei kommerziellen CMOS-Foundries etabliert ist, sind darauf basierende Produkte kurzfristig in industrieller Qualität verfügbar.

Das Chip-Size-Spektrometer weist bereits mehr als 30 Kanäle auf und ist damit z.B. für eine Hauttonmessung sowie der Messung von Vegetationsindizes und dem Stresszustand von Pflanzen geeignet. Neben der anwendungsspezifischen Anpassung der Filtereigenschaften bietet das Fraunhofer IIS alle Entwicklungsschritte für integrierte optische Sensoren aus einer Hand an: von der Spezifikation über die Chip-Entwicklung bis zur Serienüberführung.


08.07.2019

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